[发明专利]一种城轨列车轮对尺寸在线检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种城轨列车轮对尺寸在线检测方法及装置，该系统主要包括：沿列车轨道成镜面对称布置两个2D激光位移传感器，在同一轨道两侧按一定几何关系布置两个激光对射开关；2D激光传感器探测获取踏面轮廓线，两个激光对射开关检测车轮通过速度；通过提取车轮通过检测系统的踏面轮廓线按几何关系算出轮缘高与轮缘厚；通过提取车轮在不同时刻探测得到的踏面轮廓线的轮缘最低点的坐标，在速度已知的情况下，将不同时刻点的还原到同一时刻下的坐标值，从而拟合出车轮轮缘顶点所在的圆，用轮缘顶点圆直径减去两倍的轮缘高得到车轮直径。本发明公布了一种城轨列车轮对尺寸在线检测方法及装置，具有成本低、操作简单、非接触式的高精度测量。

主权项

一种城轨列车轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，布设传感器：第一激光对射开关与第二激光对射开关沿列车前进方向依次安装于同一条轨道的两侧，且第一激光对射开关与第二激光对射开关平行，两者之间的安装距离为L1；两组激光位移传感器成对称方式安装于同一条轨道两侧，列车沿前进方向依次经过第一激光对射开关、第二激光对射开关、激光位移传感器，第二激光对射开关与激光位移传感器安装距离为L2；轨道外侧与内侧激光位移传感器与轨道的相对垂直距离分别为L3、L4，轨道外侧与内侧激光位移传感器与铅垂线的夹角分别为β1、β2，轨道外侧与内侧激光位移传感器与沿轨道方向的纵向水平线夹角分别为α1、α2；步骤2，数据分组：两组激光位移传感器同时探测车轮输出探测点坐标后，将数据点按输出时刻的不同将数据点分组到同一时刻的数组中；步骤3，坐标变换、数据融合：通过坐标变换和坐标平移将两组激光位移传感器同一时刻的输出点融合到同一坐标系上，融合后的点即为踏面轮廓线上的离散点；步骤4，提取轮缘顶点坐标：将融合后同一时刻踏面轮廓线上的离散点根据坐标值的大小提取出纵坐标值最小的坐标点，该点坐标即为该时刻轮缘顶点坐标；步骤5，获取轮缘高、轮缘厚：根据步骤3处理得到的踏面轮廓线上的离散点求取每个时刻轮缘高、轮缘厚，并对其求平均值作为该车轮轮缘高、轮缘厚；步骤6，拟合点时空还原：将不同时刻得到的轮缘顶点坐标通过坐标旋转和时空变换融合到同一时刻的轮缘顶点圆上；步骤7，最小二乘拟合圆：将经过变换后的一组轮缘顶点坐标通过最小二乘法拟合成一个圆求解出轮缘顶点圆直径，该直径减去两倍的轮缘高即为该车轮的直径。